廖耀煌

(沙角A電廠，廣東 東莞 523908)

鍋爐空氣預(yù)熱器密封裝置節(jié)能分析

廖耀煌

(沙角A電廠，廣東 東莞 523908)

空氣預(yù)熱器的密封機(jī)構(gòu)決定了其具有漏風(fēng)量大的缺點，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運行和經(jīng)濟(jì)性。為達(dá)到節(jié)能目的，需要對現(xiàn)有的二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)行性能優(yōu)化，改造后，電廠年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)利益約64.23萬元，漏風(fēng)率由原來的20.37%降為12%，具有非常明顯的節(jié)能效果。

空氣預(yù)熱器；漏風(fēng)量；節(jié)能

0 引言

目前鍋爐給水溫度逐漸升高，僅采用傳統(tǒng)的省煤器無法達(dá)到要求，逐漸使用空氣預(yù)熱器來改善燃料燃燒過程，空氣預(yù)熱器已成為鍋爐必不可少的工具。通?？諝忸A(yù)熱器設(shè)置在省煤器的出口煙道中，由于工作環(huán)境溫度很低以及腐蝕等原因，空氣預(yù)熱器常會出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，造成很大的浪費，本文主要論述如何對二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，下面先簡單分析設(shè)備現(xiàn)狀。

1 二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器工作現(xiàn)狀

某廠鍋爐采用德國STEINMULLER公司生產(chǎn)的自然循環(huán)鍋爐，煤粉經(jīng)由3只縫隙式燃燒器進(jìn)入鍋爐中，燃燒火焰呈U形，鍋爐利用寬節(jié)距膜式水冷壁分為前后2個煙道，煙氣先后經(jīng)過3級過熱器到達(dá)空氣預(yù)熱器中，再經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入煙囪?？諝忸A(yù)熱器為二分倉回轉(zhuǎn)式，空氣側(cè)和煙氣側(cè)各占據(jù)150°，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1.75 r/min，直徑5.2 m，傳熱元件3層均屬于常規(guī)波形設(shè)計，熱端、中間層和冷端高度分別為400 mm、300 mm、315 mm，熱端、中間層和冷端波形板厚度分別為0.5 mm、1 mm、1 mm，波形板材料主是09CuPCrNi-A。預(yù)熱器密封裝置分為環(huán)向密封和徑向密封，為更好地進(jìn)行節(jié)能改造，先分析二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器狀況，如表1所示。

表1 二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器試驗數(shù)據(jù)表

在設(shè)備初運行中發(fā)現(xiàn)，漏風(fēng)率為14%左右，超過了設(shè)計值；近些年，隨著磨損情況的逐漸增加，各元件的磨損進(jìn)一步加大，在試驗時漏風(fēng)率已經(jīng)達(dá)到了20.37%。此外，設(shè)備還出現(xiàn)了引風(fēng)機(jī)載荷加大、排煙溫度高以及熱風(fēng)溫度低的問題。出現(xiàn)這些問題的原因主要有以下幾方面：二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器密封結(jié)構(gòu)存在設(shè)計上的缺陷，缺乏漏風(fēng)的計算方法，傳熱面積小以及磨損情況嚴(yán)重等。

2 二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器節(jié)能改造

針對二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器存在的上述問題，進(jìn)行以下節(jié)能改造：在原先的設(shè)計中，該廠的二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器應(yīng)經(jīng)過了多次調(diào)整，但是仍然存在引風(fēng)機(jī)容量明顯不足以及漏風(fēng)率過高的問題，本文通過理論計算，確定對二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的局部高程進(jìn)行雙密封設(shè)計，并增加傳熱元件面積。

具體而言，將二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的單道徑向密封布置形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡p道徑向密封布置，從上到下在轉(zhuǎn)子每個倉格的中間增加徑向隔板，冷端和熱端變?yōu)?4道徑向密封片，為使冷熱兩端徑向密封在工作中時刻都起到密封作用，還需要將受熱面的扇形角由30°轉(zhuǎn)變?yōu)?5°，改造前后密封片布置如圖1所示，這個改變也能增加泄漏通道上的阻力，減少泄漏量。設(shè)備的單道環(huán)向密封變?yōu)殡p道環(huán)向密封，減小環(huán)向密封的密封間隙，結(jié)合分倉的改造，在空氣預(yù)熱器上增設(shè)軸向密封裝置，如圖2所示，保證了冷熱兩端的密封效果。

圖1 改造前后密封片布置

圖2 改造后的環(huán)向密封和軸向密封

在熱端的傳熱單元加大傳熱面積，由原先的1 015 mm2轉(zhuǎn)變?yōu)? 315 mm2，約增加30%傳熱面積。為防止出現(xiàn)堵灰情況，冷端材料選取具有更強(qiáng)防堵灰性能的專用板型，熱端采用具有更強(qiáng)換熱能力的DU板型。為減小空氣預(yù)熱器阻力以及設(shè)備磨損，需要對扇形板的角度進(jìn)行調(diào)整，盡量加大煙氣側(cè)流通面積，把空氣側(cè)流通面積減小到120°，改善引風(fēng)機(jī)狀況。

3 改造后設(shè)備性能及節(jié)能效益分析

表2 二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器數(shù)據(jù)

依照此設(shè)計，漏風(fēng)率可降低8.37%，依照單機(jī)年發(fā)電量為17.5×108kW·h，煤單價為260元/t，設(shè)備每年運行7 500 h，年生產(chǎn)效益51.65萬元；漏風(fēng)率每降低1%，送風(fēng)機(jī)電流可降低0.5 A進(jìn)行計算，風(fēng)機(jī)每年節(jié)電效益為48萬元。排煙溫度每下降1 ℃，發(fā)電耗煤量節(jié)省0.166 g/kW·h，年生產(chǎn)效益16.23萬元。全面改造需要花費約110萬元，設(shè)備投入生產(chǎn)后，不到3年的時間就能取得非常大的經(jīng)濟(jì)效益，具有非常明顯的節(jié)能效果。

4 結(jié)語

綜上所述，本文首先分析了二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器存在的問題，然后重點研究了二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的節(jié)能改造及其經(jīng)濟(jì)效益。改造后的二分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率得到降低，燃燒情況也得到改善，節(jié)約了用煤量，降低了排煙損失，具有很好的節(jié)能效果。

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2014-06-16

廖耀煌(1963—)，男，廣東紫金人，集控技師，研究方向：電廠集控運行。